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专利名称:用于干燥副产品的方法和设备的制作方法
用于干燥副产品的方法和设备本发明涉及用于干燥副产品方法和设备,所述副产品是在含淀粉和含糖的原料的处理中、特别是在发酵和蒸馏以后附带产生的。在处理含淀粉和含糖的原料时,例如在制造酒精或哞酒时,将原料粉碎并且通过添加水和酵母进行发酵。提取同时形成的酒精并将剩下的副产品供给一种应用。典型的副产品是所谓酒糟,其除了碳水化合物之外还包含供给麦芽浆的材料,例如蛋白、脂肪和矿物质以及谷物的剩余的组分。酒糟以较高的液体分量产生,从而其可以液态物作为配料或干燥物作为饲料应用。干燥的谷物麦芽浆的酒糟也被称为DDGS(DistillersDriedGrainswithSolubles)。为制造这种DDGS,提出了各种不同的方法,它们由于机械负荷和热负荷而破坏内容材料并且不利地改变高级祠料。同样,所提出的干燥方法时有是很麻烦的,例如建议冻结干燥,这必须在高耗能的条件下进行。WO83/00007Al描述了一种用于由酒糟制造牲畜饲料的方法,其中,将液体流从发酵器经由离心机分离成一富酵母的和一无酵母的产品流。在分离之前,经由筛分装置分出固体材料并输送给到沉淀池。经由间接的蒸汽供给,加热沉淀池。从沉淀池中连续地排出酒糟并输送给一粒化滚筒。同样也将干燥的粒子供给该滚筒,这些粒子被送回干燥装置。有一空气流导过粒化滚筒。
DE10249027Al描述了一种用以制造酒精设备,其中,将酒糟经由一沉淀器分馏成稀浆和所谓的"湿饼"。将稀浆浓缩成稠浆或糖浆并且与湿饼混合。外皮部分被供给混合物并在干燥站予以最终干燥。干燥器可以构成为过热蒸汽干燥器。US3925904描述了一种类似的设备和类似的方法,其中,在经由压力机或离心机的机械的脱水以后浓缩液体相并且再供给"湿饼"。利用较高的超过60%的含湿量将该混合或弥散物供给"快速干燥,,过程。代替压力机或离心机,US5958233中描述了一类似的方法,其包括一沉淀器。由US821326已知一种用于由蒸馏酒糟制造干燥饲料的方法,其中,将酒糟分离成一液体相和一固体相,将固体相粒化,从液体相中获得糖浆,混合粒化的固体相和糖浆,并将混合物例如以旋转干燥方法进行干燥。在US2006/0057251Al中描述了动物饲料组合物的制造,其中,特别将在酒精发酵以后留下的酒糟分离成不可溶解的和可溶解的组分、将可溶解的组分在糖浆中浓缩、重新提取、将不可溶解的组分和糖浆混合以及紧接着进行干燥。对此可以使用不同的干燥器。US5611935公开了一种用以处理泥浆的设备,其包括一流化床干燥器和一流化床冷却器。在流化床干燥器前面连接一混合器,在该混合器中将供给的稠泥浆与干燥泥浆混合,此时前提是进行约50至80质量百分数的干燥材料含量的干燥。流化床蒸发干燥器本身例如描述于
EP1044044Al中。由该现有技术出发,本发明的目的在于,提供一种方法和设备,用以干燥副产品,所述副产品是在含淀粉和含糖的原料的处理中附带产生的,所述方法或设备能够将副产品柔和地干燥和处理成一种少尘的、松散的和机械上稳定的产品。按照本发明,上述目的通过一种具有权利要求1的特征的方法和一种具有权利要求12的特征的设备得以实现。各从属权利要求中说明了本发明的有利实施形式和进一步设计。按照本发明的用于干燥副产品的方法,所述副产品在含淀粉和含糖的原料的处理中、特别是在发酵和蒸馏以后附带产生,其中,将副产品分馏成一具有高液体分量的清净相和一浓稠相,规定使分出的浓稠相在一种调节处理中形成许多粒子,。意想不到地发现经调节的并且形成基本上均匀一致的、能流化的、形状稳定的粒子的酒糟在气动的流化床处理中能够在流化床中以较高的相对空隙容积有效地而不分解地干燥。粒子可以在流化床干燥装置中柔和地和高效率地被干燥,从而作为成品存在一粒状物料,其基本上是无尘的并且其含湿量可以适应于干燥副产品的用户的要求。为了原始副产品实现尽可能节省能量的分馏而设置一种重力分馏装置,在其中将副产品例如以酒糟形态供给一个单一的或多重的引力场,从而实现分离成浓稠相和清净相。例如通过弧形筛可提供单
一的引力场,而沉淀器和离心机可提供多重的引力场并且可提供具有较高的固体材料份额的浓稠相。本方法的一种进一步设计规定,将清净相浓缩成糖浆并将该糖浆供给浓稠相,从而形成一混合相。如此形成的混合相(其通过清净相的内容材料浓缩)然后如同浓稠相那样被调节和干燥或进一步处理。在混合相中涉及一改性的浓稠相,其除糖浆外还可以添加其他的材料,关于浓稠相的实施形式同样适用于混合相,反之亦然。在流化床干燥装置的干燥也可能导致粒子的加热,从而接着必须要对干燥的粒子或干燥产品的进行冷却。该冷却优选在一流化床装置中实现,其不仅能够实现干燥粒子的有效冷却而且能够柔和输送。优选地,在一种成型处理中调节浓稠相或混合相以前,将浓稠相或混合相的干燥材料含量到调节之前设定在30%与60%之间的范围内,优选i殳定到约40%的范围。意想不到地发现,浓稠相或混合相在该较低的干燥材料含量下通过调节过程可以处于一种机械上足够稳定的形态,用它在流化床干燥装置中可以实施接着的对相同形式的粒状产品的流化和干燥。可以在一膨胀器、挤压机或制粒机中实现浓稠相或混合相的调节,必要时也可相互组合这些装置。这些调节装置通常只用于具有较高的干燥材料含量的产品,从而对于本领域技术人员来说意想不到的是,即使浓稠相和混合相的干燥材料含量较小,通过这些调节装置也可形
成为粒子,亦即特别是为接近球形的颗粒。这些颗粒具有圆柱体形状,其中该圆柱体直径基本上相当于长度并且优选在5mm至10mm的范围内。在浓稠相和混合相的调节过程中可以通过压力和温度的影响来调定机械强度,同样可以通过调节造成化学物理的变化,其可能影响其中,在存在可流化的单个粒子的情况下实现所述调节。干燥的成品是少尘的并且具有很好的松散性。借此,在全部的合理的处理过程中提供了制造产品的良好的可操作性。作为干燥流体,在流化床干燥装置中可以使用过热的水蒸汽,优选在循环回路中引导该过热的水蒸汽。可以在流化床之外通过过热蒸汽实现干燥流体的过热。由调节的粒子中蒸发的水可以作为一种能量利用的干燥余汽通过包含的冷凝热余量的释放在总处理过程的一个工艺级中在流化床干燥装置之外加以利用。借此显著地降低了在含淀粉和含糖的原料的处理中的能量花费。在流化床干燥装置内可以调定对产品柔和的干燥条件,其中,与一种几乎无氧的水蒸汽气氛相结合,由于干燥材料的氧化被大大限制故而只有很少的产品损失。干燥的产品由于实际上不存在的干燥粒子的角质化而具有很好的可再水化性。按需要,例如用于动物的喂养,干燥的粒子可以具有较高的含湿量。很好的可再水化性使养料能被很好地吸收,从而成品具备很高的生理学质量。可以将附加料供给浓稠相和混合相,以便影响成品的特性或还影浓稠相和混合相的特性。为了可以调节浓稠相和混合相的含湿量,可
以添加具有一定含湿量的附加料,其小于浓稠相的含湿量。如果浓稠相和混合相不具有为了在一相应的装置中的调节需要的浓度的话,也可能必须供给液体。如果成品应该包含规定的养料,该养料不存在于副产品中或者量不够,则同样可以添加养料。一种进一步设计规定,将干燥的粒子的一部分作为附加料导回浓稠相和糖浆。已干燥的粒子的回导能够将浓稠相和混合相调节到一定干燥度或一定干燥材料含量,其能够实现浓稠相和混合相向粒子的一种基本上形状稳定的调节。干燥的粒子可以单独作为附加料或与其他的附加料一起添加给浓稠相和混合相。按照本发明的用于干燥副产品的设备,所述副产品在含淀粉和含8糖的原料的处理中、特别是在发酵和蒸馏时附带产生,规定设置一机械的分离装置,用于分离出一具有高的液体分量的清净相和一浓稠相。在分离装置后面连接一成型的调节装置,它使浓稠相或者包括清净相和浓稠相的混合相以及必要时还有附加料形成粒子,其中,在调节装置后面设置一流化床干燥装置,在其中使各粒子干燥。,并流化待干燥的粒子,借此实现柔和的干燥。为用于制造糖浆的清净相,以及用于浓缩的清净相向浓稠相的供给装置,例如在一混合装置中,设置一个蒸发器,如果应该或必须将浓稠相浓缩或变性的话。在干燥装置的
后面设置一冷却装置,特别是一流化床装置,以便得到冷却的、能输送的和松散的产品。用于副产品,例如来自蒸馏过程的酒糟的分馏的分离装置可以构成为单一的或多重的引力场,同样也可以设置其他的分离装置或装置,以实施优选液态的清净相和浓稠相的分离。例如沉淀器或离心才几可以作为用来产生多重的引力场的装置,弧形筛则是单一的引力场的实例。作为浓稠相和混合相的调节装置,可以使用膨胀器、挤压机或制粒机,同样可以组合使用多个这样的调节装置,以便得到符合要求的粒子形状或粒子尺寸。在本发明的进一步设计中,有一回导装置将干燥的粒子的部分流输向混合装置,由此可以在供给调节装置之前设定在浓稠相和混合相中的符合要求的干燥材料含量。浓稠相和浓缩的清净相的混合装置可以设置在调节装置之前,同时可以通过一个紧挨着调节装置的供给装置供给附加料。流化床干燥装置可以设计为一种用于从粒状材料的混合物中排除流体和/或固体的设备,包括一容器,其构成一个具有圆柱形外廓的环形的处理空间。该设备具有用于往处理空间中装入和从处理空间中排出粒状材料的装置、用于从下面往处理空间中供给一种流化介质的吹风装置以及沿流动方向在吹风装置之前用于准备流化介质的装置,其中在处理空间中通过垂直延伸的壁构成沿垂直方向延伸的多个小室,这些小室中的一个小室构成一排料小室,没有或只有减少了的流化介
质从下面流过该排料小室,在该排料小室的下端设置排料装置,这些小室中的另一小室设有进料装置并构成进料小室,并且各小室在其上端是敞开的。规定在各壁的上方设置有旋流叶片,这些旋流叶片沿着从进料小室向排料小室的流动方向是倾斜或弯曲的,其外径不大于壁以及处理空间的外径,其中,各旋流叶片由一外壳包围,该外壳不在径向突出于处理空间的外壳。流化介质从下面流过处理空间,向上在各旋流叶片之间在处在其上面的过渡区域内流出。通过在垂直的壁的上方设置旋流叶片,便有可能影响和支持流化介质特别是过热蒸汽的流动方向,以及同样地影响和支持待处理材料的运动方向。各旋流叶片如此弯曲或倾斜,使得在其上面设置的自由空间内,优选不带有影响流动的内部结构,产生一种旋转的、均匀的流化介质流,称之为涡旋流。该涡旋流的离心力使随带的粒子径向向外运动,在那里其部分地重新向下落入旋流叶片的区域内或者重新落入处理空间中。在此,涡旋流的方向防止使湿粒子能够从进料小室直接进入排料小室中。从各个小室通过旋流叶片区域以及紧接着流入过渡区域的自由空间的流化介质流就其流量和状态条件而言具有不同的值,其在涡旋流中被均匀化。因此不再需要过渡区域的圆锥形扩大和同样圆锥形扩大的内部结构和导向板的设置,从而,除了由于至少沿轴向方向的外部尺寸保持不变而实现的空间节省外,还可以在设备的构造中实现显著
的材料节省。有可能的是,将在旋流叶片上方的区域构造成圆柱形的或者成圆锥形向上逐渐缩小,以便提供一种尽可能小型的外壳,并由此提供一种材料消耗尽可能少的结构设计。各小室(其通过垂直的壁构成)在其上端可以连接旋流叶片,可以径向一直延伸到外壁,从而它们沿圆周方向构成一个真正的分段和阻挡。在各壁的下端可以设有通道口,以便使材料、特别是粗粒状材料也可以在壁的下面沿圆周方向继续运动。旋流叶片的数量基本上与垂直的壁的数量无关,旋流叶片的设置并不局限于壁的上边缘与旋流叶片的下边缘的直接配置。
旋流叶片可以固定在壁上或与其一起构造,这能够实现不仅粒状材料而且流化介质的连续的导向。或者,在旋流叶片的下边缘与壁的上边缘之间也可以具有一垂直的间距,其必要时能够从进料小室直到排料小室之前(但不能从排料小室到进料小室)形成一个自由的通道。该间距用于使壁与旋流叶片脱离和用于降低设备的总重。
在自由空间的上方结合有一除尘器。在其下面通过附加旋流叶片流入流化介质。附加旋流叶片具有一种与旋流叶片相同的定向和更强的倾斜或弯曲,以便在除尘器中产生不仅流化介质而且通过流化介质夹带的尘粒和粒状材料的一种基本上为圆形的流动运动。因此,通过各旋流叶片和各附加旋流叶片发生流动或粒子流的两级转向,借此在除尘器中产生一离心场,在该离心场中,随带的尘粒和粒状材料特别
是向外运动,并且通过除尘器壁中的至少一个开口离开除尘器。
本发明的一种实施形式规定,旋流叶片的压力侧相对于流化介质
的轴向流动速度分量在下边缘处以达10。的角度倾斜。旋流叶片在其
下边缘处也可以平行于流化介质的流动的轴向分量定向,然后才倾斜
或弯曲。而同样设定旋流叶片以达10°的角度相应弯曲或倾斜的定位,
并且这是可能实现的。
旋流叶片在其上边缘处在其压力侧相对于轴向流动速度分量以达
35°的角度倾斜,以便产生不仅流化介质而且粒状材料的流动的一种相应大的转向。
在按照本发明的设备中,在容器内部设置一过热器,其中,旋流叶片的内径相应于过热器的外径。因此,各旋流叶片在径向内部与过热器端接。各旋流叶片的径向外侧边一直延伸到容器壁,其中,在径向外侧面上在各旋流叶片的侧边缘与容器壁之间也可以具有一间隙。
附加旋流叶片在其压力侧相对于流化介质的轴向流动速度分量在